JP4762017B2 - ベンゾジフラノン化合物含有近赤外吸収組成物 - Google Patents

ベンゾジフラノン化合物含有近赤外吸収組成物 Download PDF

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Description

本発明は近赤外吸収組成物に関し、詳しくはベンゾジフラノン化合物を含む近赤外吸収組成物に関する。
ベンゾジフラノン化合物は下記赤から青色の染顔料(色素)として知られている(特許文献1〜5、非特許文献1〜3参照)。
しかしながら、従来知られているベンゾジフラノン化合物は最も長波吸収な化合物であっても近赤外領域(例えば、約700nm〜1000nmの波長)まで吸収極大が長波化するものはなかった。
一方、近赤外吸収色素は熱線吸収フィルター、バンドパスフィルター、光学フィルター等のフィルター染料、不可視印刷用のインク、レーザー光反射防止用としての赤外線吸収塗料、フラッシュトナー、電子写真感光体、光重合又は光架橋用の増感剤、光ディスク等の光記録材料、光センサー等の用途に有用である。
熱線吸収フィルターにおける近赤外吸収色素の使用形態としては、透明プラスチックに含有させる、透明プラスチックあるいは透明ガラスの表面に塗布する等の手段がある。これにより、透明な熱線遮断フィルターが得られる。用途としては、メガネ、自動車あるいは建材の熱線遮光剤等が挙げられる。
CCD等の撮像素子に近赤外線吸収フィルターを光学フィルターとして用いることも可能である。これら撮像素子に近赤外線吸収光学フィルターを用い、入射する近赤外線を遮断することにより、該撮像素子の分光感度を視感度に近づけることができる。この近赤外吸収フィルターに近赤外吸収色素を用いることができる。
近赤外吸収色素を不可視印刷用のインクとして用いた場合、機密文書の複写防止が可能となる。
従来、近赤外線吸収色素としてシアニン色素、オキシム又はチオールの金属錯体、ナフトキノン化合物、フタロシアニン化合物及びナフタロシアニン化合物が知られているが、耐光堅牢性や溶解性が低いという欠点を有している。
以上のように、種々の用途で近赤外吸収色素が求められているが、従来知られている近赤外吸収色素は堅牢性、溶解性の点で実用的な観点ではいまだ満足できる性能のものではなかった。
特開平5−194868号公報 特開平6−49071号公報 特開平6−49379号公報 特開平6−87807号公報 特公昭61−54058号公報 ダイズ アンド ピグメンツ(Dyes & Pigments)、1巻、1980年、103ページ ジェイエスディーシー(JSDC)、110巻、1994年、178ページ ダイズ アンド ピグメンツ(Dyes & Pigments)、48巻、2001年、107ページ
本発明は、ベンゾジフラノン化合物を含有する近赤外吸収組成物の提供を目的とし、詳しくはベンゾジフラノン化合物を含有する、耐光堅牢性、溶解安定性、分散安定性に優れた実用的な近赤外吸収組成物の提供を目的とする。
本発明の上記課題は下記の手段により解決された。
<1>一般式(1)で表されるベンゾジフラノン化合物を含む、近赤外吸収組成物。
Figure 0004762017
(式中、R〜R10はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、シアノ基、又は−Oを表し、Mはカチオンを表す。R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を表す。ただし、R〜R10で表される置換基のうち、少なくとも1つは−Oを表す。)
<2>一般式(1)で表されるベンゾジフラノン化合物が、一般式(2)で表されることを特徴とする前記<1>に記載の近赤外吸収組成物。
Figure 0004762017
(式中R、R、及びR〜R10はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、シアノ基、又は−Oを表し、Mはカチオンを表す。R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を表す。)
<3>一般式(2)中、R、R、及びR〜R10がそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又は−Oであり、R11及びR12が水素原子であることを特徴とする前記<2>記載の近赤外吸収組成物。
<4>近赤外吸収領域が、吸収波長700nm〜1000nmの領域であることを特徴とする前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の組成物。
<5>一般式(1)又は(2)で表されるベンゾジフラノン化合物を含む溶液であることを特徴とする前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
<6>一般式(1)又は(2)で表されるベンゾジフラノン化合物の固体微粒子分散体を含むことを特徴とする前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
本発明の近赤外吸収組成物は、近赤外領域に吸収を示し、耐光堅牢性、溶解安定性、分散安定性が高く、実用的な光学材料として良好な特性を発揮するという優れた効果を奏する。
したがって、本発明の近赤外吸収組成物は、熱線吸収フィルター、バンドパスフィルター、光学フィルター等のフィルター染料、不可視印刷用のインク、レーザー光反射防止用としての赤外線吸収塗料、フラッシュトナー、電子写真感光体、光重合又は光架橋用の増感剤、光ディスク等の光記録材料、光センサー等の用途に有用である。
さらに、CCD等の撮像素子に近赤外線吸収フィルターを光学フィルターとして用いることも可能である。
また、本発明の近赤外吸収組成物を不可視印刷用のインクとして用いた場合、機密文書の複写防止が可能となる。
以下に本発明の近赤外吸収組成物について詳細に説明する。
まず、一般式(1)で表される化合物について説明する。
Figure 0004762017
式中、R〜R10は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、シアノ基、又は−Oを表し、Mはカチオンを表す。
〜R10で表される基において、ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子が好ましく、フッ素原子、塩素原子が特に好ましい。
〜R10で表される基において、アルキル基は、さらに置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。
式中、R〜R10で表される基において、アルキル基は、炭素原子数1〜30のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ノルマルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルマルヘプチル基、ノルマルオクチル基、ターシャリーオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノルマルデシル基、ノルマルドデシル基、ノルマルオクタデシル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ベンゾイルオキシエチル基、2−(4−ブトキシフェノキシ)エチル基、ベンジル基が好ましい。中でも炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ノルマルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基がより好ましい。
〜R10で表される基において、アリール基は、置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。
式中、R〜R10で表される基において、アリール基は、炭素原子数6〜30のアリール基が好ましく、例えばフェニル基、4−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、2−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−ニトロフェニル基、4−アセトアミドフェニル基、4−オクタノイルアミノフェニル基、4−(4−メチルフェニルスルホニルアミノ)フェニル基が好ましい。
〜R10で表される基において、アルコキシ基は、さらに置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。
〜R10で表される基において、アルコキシ基は炭素原子数1〜30のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ノルマルプロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ノルマルブチルオキシ基、ターシャリーブチルオキシ基、3−ペンチルオキシ基、ノルマルヘキシルオキシ基、ノルマルオクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、3,5,5,−トリメチルヘキシルオキシ基、ノルマルデシルオキシ基、ノルマルドデシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基、アリルオキシ基、メタリルオキシ基、プレニルオキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−エトキシエトキシ基、2−フェノキシエトキシ基、2−(2,5−ジ−ターシャリーアミルフェノキシ)エトキシ基、2−ベンゾイルオキシエトキシ基、メトキシカルボニルメチルオキシ基、メトキシカルボニルエチルオキシ基、ブトキシカルボニルエチルオキシ基、2−イソプロピルオキシエチルオキシ基が好ましい。中でも炭素原子数5〜30のアルコキシ基が好ましく、ノルマルペンチルオキシ基、3−ペンチルオキシ基、ノルマルヘキシルオキシ基、ノルマルオクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、3,5,5,−トリメチルヘキシルオキシ基、ノルマルデシルオキシ基、ノルマルドデシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基、アリルオキシ基、メタリルオキシ基、プレニルオキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−エトキシエトキシ基、2−フェノキシエトキシ基、2−(2,5−ジ−ターシャリーアミルフェノキシ)エトキシ基、メトキシカルボニルメチルオキシ基、メトキシカルボニルエチルオキシ基、2−イソプロピルオキシエチルオキシ基が好ましい。
〜R10で表される基において、アリールオキシ基は、さらに置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。炭素原子数6〜20のアリールオキシ基が好ましい。例えばフェノキシ基、4−メチルフェノキシ基、2−メチルフェノキシ基、2−クロロフェノキシ基が好ましい。
〜R10で表される基において、アシルオキシ基、さらに置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。
〜R10で表される基において、アシルオキシ基は、炭素原子数2〜30のアシルオキシ基が好ましい。例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基、オクタノイルオキシ基、デカノイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基、アダマンチルカルボニルオキシ基、3−メトキシカルボニルプロパノイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、4−クロロベンゾイルオキシ基、4−メチルベンゾイルオキシ基、2−メチルベンゾイルオキシ基、4−メトキシベンゾイルオキシ基、2−メトキシベンゾイルオキシ基、2−メトキシカルボニルベンゾイルオキシ基、4−メトキシカルボニルベンゾイルオキシ基、1−ナフトイルオキシ基、2−ナフトイルオキシ基が好ましい。中でも炭素原子数2〜10のアシル基が好ましく、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、2−メトキシカルボニルベンゾイルオキシ基、4−メトキシカルボニルベンゾイルオキシ基が特に好ましい。
〜R10で表される基において、アルコキシカルボニルオキシ基は、さらに置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。アルコキシカルボニルオキシ基は、炭素原子数2〜20のアルコキシカルボニルオキシ基が好ましい。例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、ノルマルプロピルオキシカルボニルオキシ基、イソプロピルオキシカルボニルオキシ基、ノルマルブチルオキシカルボニルオキシ基、ターシャリーブチルオキシカルボニルオキシ基、ノルマルヘキシルオキシカルボニルオキシ基、ノルマルオクチルオキシカルボニルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシカルボニルオキシ基、3,5,5,−トリメチルヘキシルオキシカルボニルオキシ基、ノルマルドデシルオキシカルボニルオキシ基、シクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基、ベンジルオキシカルボニルオキシ基、アリルオキシカルボニルオキシ基、2−メトキシエトキシカルボニルオキシ基、2−エトキシエトキシカルボニルオキシ基、2−フェノキシエトキシカルボニルオキシ基、2−(2,5−ジ−ターシャリーアミルフェノキシ)エトキシカルボニルオキシ基、2−ベンゾイルオキシエトキシカルボニルオキシ基、メトキシカルボニルメチルオキシカルボニルオキシ基、メトキシカルボニルエチルオキシカルボニルオキシ基、ブトキシカルボニルエチルオキシカルボニルオキシ基、2−イソプロピルオキシエチルオキシカルボニルオキシ基が好ましい。
〜R10で表される基において、アシルアミノ基は、さらに置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。
〜R10で表される基において、アシルアミノ基は、炭素原子数2〜20のアシルアミノ基が好ましい。例えば、アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ブタノイルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ヘキサノイルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、オクタノイルアミノ基、デカノイルアミノ基、ドデカノイルアミノ基、アダマンチルカルボニルアミノ基、3−メトキシカルボニルプロパノイルアミノ基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、4−クロロベンゾイルアミノ基、4−メチルベンゾイルアミノ基、2−メチルベンゾイルアミノ基、4−メトキシベンゾイルアミノ基、2−メトキシベンゾイルアミノ基、2−メトキシカルボニルベンゾイルアミノ基、4−メトキシカルボニルベンゾイルアミノ基、1−ナフトイルアミノ、2−ナフトイルアミノ基が好ましい。中でも炭素原子数2〜10のアシルアミノ基が好ましく、アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ブタノイルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2−メトキシカルボニルベンゾイルアミノ基、4−メトキシカルボニルベンゾイルアミノ基が特に好ましい。
〜R10で表される基において、スルホニルアミノ基は、さらに置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。スルホニルアミノ基は、炭素原子数1〜20のスルホニルアミノ基が好ましい。例えば、メタンスルホニルアミノ基、エタンスルホニルアミノ基、プロパンスルホニルアミノ基、ブタンスルホニルアミノ基、ヘキサンスルホニルアミノ基、シクロヘキサンスルホニルアミノ基、オクタンスルホニルアミノ基、ドデカンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基、4−クロロベンゼンスルホニルアミノ基、2−クロロベンゼンスルホニルアミノ基、4−メチルベンゼンスルホニルアミノ基、2−メチルベンゼンスルホニルアミノ基、4−メトキシベンゼン基、2−メトキシベンゼンスルホニルアミノ基、2−メトキシカルボニルベンゼンスルホニルアミノ基、4−メトキシカルボニルベンゼンスルホニルアミノ基、1−ナフタレンスルホニルアミノ基、2−ナフタレンスルホニルアミノ基が好ましい。中でも炭素原子数2〜10のスルホニルアミノ基が好ましく、メタンスルホニルアミノ基、エタンスルホニルアミノ基、プロパンスルホニルアミノ基、ブタンスルホニルアミノ基、ヘキサンスルホニルアミノ基、シクロヘキサンスルホニルアミノ基、オクタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基、4−クロロベンゼンスルホニルアミノ基、2−クロロベンゼンスルホニルアミノ基、4−メチルベンゼンスルホニルアミノ基、2−メチルベンゼンスルホニルアミノ基、4−メトキシベンゼン基、2−メトキシベンゼンスルホニルアミノ基が特に好ましい。
11及びR12はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を表す。
ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子が好ましく、フッ素原子、塩素原子が特に好ましい。
11及びR12で表される基において、アルキル基は、さらに置換基を有していても無置換でもよい。その置換基としては例えばハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、またはシアノ基が好ましい。
11及びR12で表される基において、アルキル基は炭素原子数1〜30のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ノルマルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルマルヘプチル基、ノルマルオクチル基、ターシャリーオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノルマルデシル基、ノルマルドデシル基、ノルマルオクタデシル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ベンゾイルオキシエチル基、2−(4−ブトキシフェノキシ)エチル基、ベンジル基が好ましい。
中でも炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ノルマルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。メチル基がより好ましい。
で表されるカチオンはプロトンでもよく、また有機、無機いずれのカチオンでもよい。有機カチオンとしては、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオンが好ましい。アンモニウムカチオンの具体例として、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリブチルアンモニウムカチオン、テトラメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、テトラブチルアンモニウムカチオン、ベンジルトリメチルアンモニウムカチオン、テトラメチルグアニジニウムカチオン、1−メチルピリジニウムカチオン、1−オクチルピリジニウムカチオン、1−ドデシルピリジニウムカチオン、1,3−ジメチルイミダゾリウムカチオン、1−メチル−3−ブチルイミダゾリウムカチオン、プロトン化ジアザビシクロウンデセンカチオン、プロトン化ジアザビシクロノネンカチオンが好ましい。ホスホニウムカチオンの具体例としては、テトラブチルホスホニウムカチオン、トリブチルオクチルホスホニウムカチオン、トリブチルドデシルホスホニウムカチオン、トリブチルヘキサデシルホスホニウムカチオン、テトラオクチルホスホニウムカチオン、トリオクチルブチルホスホニウムカチオン、トリオクチルドデシルホスホニウムカチオン、トリオクチルヘキサデシルホスホニウムカチオン、テトラフェニルホスホニウムカチオン、トリフェニルオクチルホスホニウムカチオン、トリフェニルドデシルホスホニウムカチオン、トリフェニルヘキサデシルホスホニウムカチオンが好ましい。無機カチオンとしてはリチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、セシウムカチオン、マグネシウムカチオン、カルシウムカチオン、ストロンチウムカチオン、バリウムカチオンが好ましい。
上記カチオンのうちn価(nは2以上の整数を表す)のカチオンの場合、Mは1/nのカチオンを表す。例えばカチオンがマグネシウムカチオンの場合、Mは1/2Mg2+を表す。
一般式(1)で表される化合物のうち、一般式(2)で表される化合物が特に好ましい。一般式(2)で表される化合物について説明する。
Figure 0004762017
式中、R、R、及びR〜R10はそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、シアノ基、又は−Oを表し、Mはカチオンを表し、R11及びR12がそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を表す。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてハロゲン原子は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のハロゲン原子と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてアルキル基は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のアルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてアリール基は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のアリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてアルコキシ基は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のアルコキシ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてアリールオキシ基は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のアリールオキシ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてアシルオキシ基は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のアシルオキシ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてアルコキシカルボニルオキシ基は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のアルコキシカルボニルオキシ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてアシルアミノ基は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のアシルアミノ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R、R、及びR〜R10で表される基においてスルホニルアミノ基は、一般式(1)で表される化合物のR〜R10で表される基のスルホニルアミノ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R11及びR12で表される基においてハロゲン原子は、一般式(1)で表される化合物のR11及びR12で表される基のハロゲン原子と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R11及びR12で表される基においてアルキル基は、一般式(1)で表される化合物のR11及びR12で表される基のアルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中Mで表されるカチオンは、一般式(1)で表される化合物のカチオンと同義であり、好ましい範囲も同義である。
一般式(2)で表される化合物は、一般式(2)中、R、R、及びR〜R10がそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又は−Oであり、R11及びR12が水素原子であることが好ましい。
以下に一般式(1)または(2)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
Figure 0004762017
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Figure 0004762017
一般式(1)または(2)で表される化合物は、ダイズ アンド ピグメンツ(Dyes & Pigments),1980年,第1巻,103ページ、ダイズ アンド ピグメンツ(Dyes & Pigments),2001年,第48巻,107ページ、ジェイ エス ディー シー(JSDC),1994年,第110巻,178ページ等に記載の方法を参考にして合成することができる。
本発明の近赤外吸収組成物は、一般式(1)または(2)で表される化合物を溶解又は分散していることが好ましく、その化合物中の−O基が組成物中で解離していることが好ましい(本発明において解離とは、本発明の効果が得られる程度にMカチオンが組成物中で解離していることをいい、M+がプロトンの場合、組成物中のpHが化合物のpKaよりも高い値であるこという。M+がプロトン以外のカチオンの場合、化合物はすべて解離していることを示す。)。このとき本発明の近赤外吸収組成物は、一般式(1)または(2)で表される化合物を中性もしくは塩基性条件下で、溶解又は分散させてなることが好ましい(本発明において中性もしくは塩基性条件とは、水溶液でいえばpH7以上をいい、本発明の効果を妨げる程の量の酸(例えば塩酸や硫酸などの強酸)を含まないことをいう。)。溶解又は分散させる溶媒又は分散媒(例えば、高分子化合物等のバインダ)は特に限定されないが、一般式(1)または(2)で表される化合物を溶液中に均一に溶解している組成物あるいは固体微粒子分散体を含んでなる組成物とすることがより好ましい。
本発明の近赤外吸収組成物が、一般式(1)または(2)で表される化合物を含む溶液であるとき、その溶媒としては、一般式(1)または(2)で表される化合物を溶解するものであればよい。好ましくは、非酸性の溶媒である。具体的には、酢酸エチル、酢酸ブチル、マレイン酸ジエチル、アジピン酸ジエチル、フタル酸ジオクチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、3−メトキシプロピオン酸メチル、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート等のエステル系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等のアミド系溶媒、リン酸トリクレジル等のリン酸エステル系溶媒、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、ベンゼン、トルエン、イソプロピルビフェニル、ジイソプロピルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、又はこれらの混合物が挙げられる。塩基性の水あるいは水と混合する溶媒(例えば、メタノール、エタノール、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン)との混合物であってもよい。
本発明の近赤外吸収組成物の溶液中、一般式(1)又は(2)で表される化合物の含有量は特に限定されないが、溶液の全量に対して0.00001〜20質量%であることが好ましく、0.001〜10質量%であることがより好ましい。
本発明の近赤外吸収組成物においては、一般式(1)又は(2)で表される化合物の1種を含有していても、2種以上を含有していてもよい。
本発明の近赤外吸収組成物を溶液として用いる場合、溶液は塩基性であることが好ましい。溶液を塩基性にするために、塩基を添加してもよい。塩基の具体例としては、有機塩基としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、テトラメチルグアニジン、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノネン、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムターシャリーブトキシド等が挙げられる。無機塩基としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸セシウム等が挙げられる。塩基の添加量は特に特定されないが、溶液の全量に対して0.00001〜50質量%であることが好ましい。本発明の近赤外吸収組成物においては、塩基を1種含んでいても、2種以上含んでいてもよい。
本発明の近赤外吸収組成物が、一般式(1)又は(2)で表される化合物を高分子化合物等のバインダ中に含む組成物である場合、これに用いることのできるバインダは、合成高分子化合物、天然高分子化合物およびその修飾高分子化合物のいずれであってもよい。
合成高分子化合物としては、エチレン性不飽和基を持つ化合物の重合体、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリラクチド等)、ポリアミド、ポリウレタン、ポリウレア等が挙げられる。エチレン性不飽和基を持つ化合物の単量体として、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、スチレン、N,N−ジメチルアミノメチルスチレン、モルホリノメチルスチレン等が挙げられる。ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の合成高分子化合物も本発明に使用することができる。
本発明の近赤外吸収組成物がバインダ分散組成物である場合、一般式(1)又は(2)で表される化合物の含有量は、特に限定されないが、バインダ分散組成物全量に対して0.00001〜20質量%であることが好ましく、0.0001〜10質量%であることがより好ましい。
本発明の近赤外吸収組成物のバインダ分散組成物においては、一般式(1)又は(2)で表される化合物が1種含まれても2種以上含まれていてもよい。
これらの合成高分子中に塩基を添加してもよい。塩基の具体例としては、有機塩基としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、テトラメチルグアニジン、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノネン、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムターシャリーブトキシド等が挙げられる。無機塩基としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸セシウム等が挙げられる。このとき塩基の添加量は特に限定されないが0.00001〜50質量%が好ましい。
天然高分子化合物およびその修飾高分子化合物としては、ゼラチン、フタル酸変性ゼラチン、コハク酸変性ゼラチン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、アガロース等が挙げられる。この合成高分子中に塩基を添加してもよい。塩基の具体例としては、有機塩基としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、テトラメチルグアニジン、ジアザビシクロウンデセン、ジアザビシクロノネン、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムターシャリーブトキシド等が挙げられる。無機塩基としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸セシウム等が挙げられる。
本発明の近赤外吸収組成物がバインダ分散組成物であるとき、一般式(1)又は(2)で表される化合物は分子状に分散されていても、固体微粒子として分散されていてもよい。固体微粒子として分散させるとき、その平均粒径は1000μm以下であることが好ましく、0.001〜100μmであることがより好ましく、0.005〜50μmであることが特に好ましい(本発明において、平均粒径とは特に断わらない限り、体積平均粒径をいい、レーザー回折散乱法または動的光散乱法を用いて測定したものをいう。)。また、本発明の近赤外吸収組成物は光硬化性組成物中、熱硬化性組成物中に一般式(1)又は(2)で表される化合物を含んでなるものであってもよい。光硬化性組成物、熱硬化性組成物としてエチレン性不飽和基を持つ化合物を含む組成物が好ましい。その例としては、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の単官能のアクリレートやメタアクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等の多官能のアクリレートやメタクリレートが挙げられる。また更に、日本接着協会誌Vol.20、No.7、300〜308頁に光硬化性モノマーおよびオリゴマーとして紹介されているものが挙げられる。
本発明の近赤外吸収組成物おいては、一般式(1)又は(2)で表される化合物を染料の固体微粒子分散物として含む組成物とすることもできる。染料を固体微粒子分散体とするためには種々の方法が挙げられる。例えば、固体微粒子分散物にするために、通常の分散機を用いることができる。分散機の例には、ボールミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、サンドミル、コロイドミル、ジェットミル及びローラミルが含まれる。分散機については、特開昭52−92716号及び国際特許88/074794号に記載のものが挙げられる。縦型又は横型の媒体分散機が好ましい。
分散は、適当な媒体(例えば水、アルコール、シクロヘキサノン、2−メトキシ−1−メチルエチル アセテート、乳酸メチルあるいはこれらの混合溶媒)の存在下で実施してもよい。分散用界面活性剤を用いることが好ましい。分散用界面活性剤としては、アニオン界面活性剤(特開昭52ー92716号及び国際特許88/074794号に記載)が好ましく用いられる。必要に応じてアニオン性ポリマー、ノニオン性界面活性剤あるいはカチオン性界面活性剤を用いてもよい。染料を適当な溶媒中に溶解した後、その貧溶媒を添加して、微粒子状の粉末を得てもよい。この場合も、上記の分散用界面活性剤を用いてもよい。あるいはpHを調整することによって溶解し、次にpHを変化させて染料の微結晶を析出させてもよい。染料の固体微粒子の平均粒径は0.01乃至10μmであることが好ましい。
本発明の近赤外吸収組成物は、近赤外領域に吸収を示すものである。吸収波長700nm〜1000nmの領域に吸収を有すことが好ましく(本発明において、吸収を有すとは、近赤外吸収組成物の吸収波長700nm〜1000nmにおける領域の一部において光学濃度が0.1以上、好ましくは0.2以上のものをいう。)、近赤外吸収組成物が有する近赤外領域における吸収極大が700nm〜1000nmの吸収波長の領域内にあることがより好ましい。
以下に本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらにより限定されるものではない。
(合成例1) 例示化合物I−1の合成例
ベンゾキノン21.6g、シアノ酢酸34.0g、アセトン100mL、水150mLの混合物を蒸気バス上で20分、加熱還流した。反応混合物を氷水で冷却し、析出した結晶を濾集し、アセトン/水=1/1の混合溶媒、アセトニトリルで順次かけ洗いした。40℃で乾燥し、例示化合物I−1を2.0g得た。
(合成例2) 例示化合物I−2の合成例
ヒドロキノン0.7g、2−(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシ酢酸4.1g、o−ジクロロベンゼン17mLの混合物を180℃に加熱し、12時間撹拌した。反応混合物に2−ニトロトルエン1.0mLを添加し、180℃でさらに12時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、析出した結晶を濾集し、トルエンでかけ洗いした。得られた結晶をアセトン20mLに加え、1時間加熱還流した。室温まで冷却後、結晶を濾集し、乾燥し、例示化合物I−2を0.7g得た。
(合成例3) 例示化合物I−6の合成例
5−ヒドロキシ−3−フェニル−2,3−ジヒドロベンゾ[b]フラン−2−オン0.4g、マンデル酸1水和物2.0g、濃硫酸2mL,酢酸80mLの混合物を100℃に加熱し、5時間撹拌した。この反応液に過流酸アンモニウム2.5gを添加し、100℃でさらに1時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、水80mLを加え、析出した結晶を濾集し、水でかけ洗いした。シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、例示化合物I−6を0.4g得た。
(合成例4) 例示化合物I−32の合成例
合成例1で合成した例示化合物I−1 1.1g、トリエチルアミン0.8mL、N,N−ジメチルホルムアミド20mLの混合物を加熱し、溶液を得た。この溶液に、塩化カルシウム0.7g、メタノール20mLの溶液を添加した。さらにトリエチルアミン0.8mLを添加し、40℃にて1時間撹拌し、引き続き2時間加熱還流した。室温まで冷却後、析出した結晶を濾集し、メタノール、水、メタノールで順次かけ洗いし、乾燥した。例示化合物I−32を1.2g得た。
(実施例1)
合成例1で得た化合物(例示化合物I−1)0.5mgを、0.3質量%のジアザビシクロウンデセンを含むN,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解し、近赤外吸収組成物を得た(このとき得られた組成物中には例示化合物I−34が含まれることになる。)。得られた近赤外吸収組成物を、セル長1cmの石英セルに入れ、UV−3100PC((株)島津製作所社製)を用いて吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図1に示す。吸収極大は819nmであった。
(実施例2)
合成例2で得た化合物(例示化合物I−2)0.5mgを、N,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解し、近赤外吸収組成物を得た。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図2に示す。吸収極大は803nmであった。
(実施例3)
合成例2で得た化合物(例示化合物I−2)0.5mgを、0.3質量%のジアザビシクロウンデセンを含むN,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解し、近赤外吸収組成物を得た(このとき得られた組成物中には例示化合物I−35が含まれることになる。)。実定例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図3に示す。吸収極大は877nmであった。
(実施例4)
合成例3で得た化合物(例示化合物I−6)0.5mgを、0.3質量%のジアザビシクロウンデセンを含むN,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解し、近赤外吸収組成物を得た。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図4に示す。吸収極大は817nmであった。
(実施例5)
合成例4で得た化合物(例示化合物I−32)0.5g、デモールSN−B(花王(株)社製)0.05g、ジルコニアビーズ(0.1mm)10g、蒸留水4.5gの混合物を、遊星型ボールミル(ドイツ フリッチュ社製)を用いて分散し近赤外吸収組成物を得た。得られた粒子の平均粒半径は0.21μmであった。得られた組成物を、吸収極大における光学濃度が1となるように蒸留水で希釈し、実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図5に示す。この近赤外吸収組成物の吸収極大は676nmであり、約1000nm以上までの広い領域に吸収があった。
(実施例6)
4質量%ゼラチン水溶液2.0gに実施例5で得られた近赤外吸収組成物0.6gを40℃にて加え、混合した。この液をガラス基板上にスピンコートした。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図6に示す。得られた近赤外吸収組成物の吸収極大は702nmであり、550nmから850nmにわたる広い吸収を有していた。
(実施例7)
N−メチル−N−(ビニルベンジル)ピペリジニウム クロリド、ビニルベンジルアルコール、スチレン、ジビニルベンゼンを共重合させたラテックス(N−メチル−N−(ビニルベンジル)ピペリジニウム
クロリド:ビニルベンジルアルコール:スチレン:ジビニルベンゼン=8:2:10:1)とゼラチンの混合物を、透明なポリエチレンテレフタレートフィルム支持体上に塗布を行い乾燥し、ゼラチン膜を作成した(このとき、ラテックスとゼラチンの重量比は1:1である)。別途、トリエチルアミンを0.3質量%含むメタノール/水=1/1(体積)溶液10mLに例示化合物I−1を2mg溶解した溶液を作成した。この溶液に上記で作成したゼラチン膜を10分間浸漬した。蒸留水で洗浄後乾燥し、近赤外吸収組成物を得た。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図7に示す。吸収極大は831nmであった。
(実施例8)
N−メチル−N−(ビニルベンジル)ピペリジニウム クロリド、ビニルベンジルアルコール、スチレン、ジビニルベンゼンを共重合させたラテックス(N−メチル−N−(ビニルベンジル)ピペリジニウム
クロリド:ビニルベンジルアルコール:スチレン:ジビニルベンゼン=8:2:10:1)とゼラチンの混合物を、透明なポリエチレンテレフタレートフィルム支持体上に塗布を行い乾燥し、ゼラチン膜を作成した(このとき、ラテックスとゼラチンの重量比は1:1である)。別途、トリエチルアミンを0.3質量%含むメタノール/水=1/1(体積)溶液10mLに例示化合物I−2を2mg溶解した溶液を作成した。この溶液に上記で作成したゼラチン膜を10分間浸漬した。蒸留水で洗浄後乾燥し、近赤外吸収組成物を得た。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図8に示す。吸収極大は832nmであった。
(比較例)
合成例1で得た化合物(例示化合物I-1)0.5mgを、0.3質量%の塩化水素を含むN,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解した。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図9に示す。吸収極大は544nmであり、近赤外領域に吸収を示さなかった。
(実施例9)
実施例6で得た近赤外吸収組成物の耐熱性を評価した。実施例6で得た近赤外吸収組成物を220℃の条件下に1時間さらした。702nmにおける耐熱性評価前の吸光度が0.378であったのに対し、耐熱性評価後の吸光度は0.336であった。残存率は89%であり、実用的に充分高いレベルにあることがわかった。
(実施例10)
実施例6で得た近赤外吸収組成物の耐光性を評価した。実施例6で得た近赤外吸収組成物に10万ルクスのキセノン光をUVフィルタを通して20時間照射した。702nmにおける耐光性評価前の吸光度が0.379であったのに対し、耐光性評価後の吸光度は0.362であった。残存率は96%であり、実用的に充分高いレベルにあることがわかった。
実施例1で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。 実施例2で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。 実施例3で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。 実施例4で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。 実施例5で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。 実施例6で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。 実施例7で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。 実施例8で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。 比較例で得られた近赤外吸収組成物の吸収スペクトルである。

Claims (6)

  1. 一般式(1)で表されるベンゾジフラノン化合物を含む、近赤外吸収組成物。
    Figure 0004762017
    (式中、R〜R10はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、シアノ基、又は−Oを表し、Mはカチオンを表す。R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を表す。ただし、R〜R10で表される置換基のうち、少なくとも1つは−Oを表す。)
  2. 一般式(1)で表されるベンゾジフラノン化合物が、一般式(2)で表されることを特徴とする請求項1に記載の近赤外吸収組成物。
    Figure 0004762017
    (式中R、R、及びR〜R10はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、シアノ基、又は−Oを表し、Mはカチオンを表す。R11及びR12はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、又はアルキル基を表す。)
  3. 一般式(2)中、R、R、及びR〜R10がそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又は−Oであり、R11及びR12が水素原子であることを特徴とする請求項2記載の近赤外吸収組成物。
  4. 近赤外吸収領域が、吸収波長700nm〜1000nmの領域であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
  5. 一般式(1)又は(2)で表されるベンゾジフラノン化合物を含む溶液であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
  6. 一般式(1)又は(2)で表されるベンゾジフラノン化合物の固体微粒子分散体を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
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